Optimisation des propriétés physico-mécaniques et thermique des géopolymères à base de déchets de briques par la méthodologie des plan d'éxpérience

Abstract

Les travaux de ce memoire s finscrivent dans une demarche d foptimisation des geopolymeres a base de dechets de brique, en s finteressant a l famelioration de leurs proprietes physico-mecaniques. L fetude a porte sur plusieurs parametres cles, notamment la porosite, l fabsorption d feau, la masse volumique apparente, la resistance a la compression, ainsi que la conductivite thermique. Face aux enjeux environnementaux, le secteur de la construction cherche des alternatives durables aux materiaux classiques. La valorisation des dechets de briques pour produire des geopolymeres permet de remplacer le bloc de ciment de facon durable. Ce materiau performant reduit les emissions de CO. et favorise l feconomie circulaire, tout en offrant une solution efficace pour le secteur du batiment. La caracterisation des matieres premieres est une etape cle pour evaluer leur compatibilite avec la synthese geopolymerique. Les analyses granulometriques, thermiques, chimiques et mineralogiques permettent de determiner leurs proprietes essentielles, fournissant ainsi une base fiable pour adapter et optimiser la formulation des geopolymeres en fonction des performances recherchees. Nos resultats montrent que le metakaolin et le dechet de brique presentent des caracteristiques interessantes pour la formulation des geopolymeres. Le metakaolin se distingue par des particules plus fines et une masse volumique absolue plus elevee, due a sa transformation thermique et a sa nature mineralogique. Le dechet de brique, quant a lui, presente une structure plus poreuse mais aussi plus compacte selon la masse volumique apparente. L fessai au bleu de methylene revele une plus grande capacite d fadsorption du metakaolin, liee a sa composition mineralogique. Les analyses DRX montrent une forte presence de quartz dans les deux materiaux, tandis que la FRX confirme la richesse en alumine et en silice, essentielles a la reactivite geopolymerique. Apres 28 jours de durcissement, les resultats des essais realises sur les geopolymeres, obtenus a l faide de la methodologie des surfaces de reponse, permettant d fevaluer leurs proprietes physiques, mecaniques et thermiques. Les resultats montrent que l fajout de dechets de briques et la concentration en activateur influencent fortement la porosite, la masse volumique et l fabsorption d feau des geopolymeres. Une formulation bien equilibree, avec un faible taux d fajout, une temperature elevee et un activateur modere, permet d fobtenir unestructure plus compacte et performante. La conductivité thermique diminue globalement avec l’augmentation de la porosité due aux déchets, traduisant une meilleure performance isolante. La résistance à la compression diminue avec un taux d’ajout élevé, surtout à basse température, mais s’améliore avec un activateur concentré et une température de cure élevée. Une formulation bien équilibrée permet ainsi d’obtenir un matériau à la fois résistant mécaniquement et performant sur le plan thermique. Enfin, l’optimisation les propriétés des géopolymères à base de déchets de briques par la méthode des surfaces de réponse permet de déterminer la formulation idéale pour un matériau performant et durable.